【正文】 鋰離子 電池具有很高的能量密度 (目前已達(dá)到鉛酸電池的 34 倍，鎳氫電池的 2 倍 )，良好的性能價格比，和較高的單體電壓 ； 電池在充放電時可獲得較高的能量效率，放電時容易檢測出電池的荷電狀態(tài)。其正極是氫氧化鎳，負(fù)極是儲氫合金，電解質(zhì)是氫氧化鉀溶液。同時由于鉛是重金屬，因此，鉛酸電池存在污染問題。 鉛酸蓄電池 鉛酸蓄電池已有 140多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源。 至今，在電動汽車上普遍使用的電池有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。 15 常見的電動汽車蓄電池 電池的歷史可以追溯到一個半世紀(jì)前， 1859 年法國科學(xué)家普蘭特（ Plante）發(fā)明的鉛酸電池是世界上第一只可充電的電池。一般時間是以月為單位，如放電率 10%/月。 （ 6）電池的 放電倍率 與 自放電率 電池的放電倍率是指電池以某種電流強度放電時的數(shù)值為電池容量的配數(shù)。 （ 5）電池的功率與功率密度 電池的功率是指在一定的放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量，單位為（ W）或 千瓦（ kW）。體積能量密度是指電池單位體積 所能輸出的電能，單位為瓦時 /升（ W?h/L）。 他等于放電電流與放電時間的乘積，其表達(dá)式如下： ∫ 關(guān)于電池容量 ，有理論容量、 i 小時率放電容量、額定容量、實際容量和剩余容量等概念。在研究電池容量時要規(guī)定統(tǒng)一的放電時間，常用 n 小時率表示。更有理由相信：電動汽車的大規(guī)模使用（社會化）在一個不遠(yuǎn)的將來一定會實現(xiàn)。 如果全球 100 個人中有一人開上 微型 電動 汽車 ，考慮到中國和印度的人口基數(shù)，其影響力不言而喻。中國相當(dāng)多人口目前依賴于自行車和摩托車代步。胡錦濤總書記在“十七大”報告中強調(diào)，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境是基本國策，“必須把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置，落實到每個單位、每個家庭”。目前中國已成為世界第二大汽車市場。 (3) 在 BMS的安全管理和控制功能模塊設(shè)計中 ,如何解決電池自身的安全性問題 ,例如 :實現(xiàn)電池組均衡充電、避免高電壓和高電流的泄漏、防止對人體造成傷害 ,尤其是在沖力作用條件下 (發(fā)生碰撞時 )對電池安全性的控制等 ,還需要進行大量的試驗研究。 (1) BMS的設(shè)計主要有如下技術(shù)難點 :需要采集的數(shù)據(jù)量大 ,精度要求高 。 %；電流檢測精度為 177。另外剩余電量還是電池狀態(tài)的一個重要參數(shù)，是用來診斷電池的健康狀態(tài)和判斷電池是否過充放電等的重要依據(jù)之一。 ，如果在使用當(dāng)中不正確 的操作，如對電的過充電和過放電等，將會損傷電池從而進一步減短電池壽命，嚴(yán)重的會使電池報廢?？傮w來講，電池管理系統(tǒng) (BMS)與電機、電機控制技術(shù)、電池技術(shù)相比，還不是很成熟。電池電子技術(shù)的目標(biāo)就是將電池應(yīng)用推向一個更高的階段，達(dá)到少維護、無人管理、高安全、智能化和無公害，最大限度的優(yōu)化電池的使用和延長電池的壽命。利用 two wire總線，監(jiān)控模塊向中心控制單元傳輸各個電池工作信息，中心控制單元收集信息后進行優(yōu)化控制。最差的電池單元的剩余電量被顯示 。電池組高壓斷電保護、過放電報警系統(tǒng)、電量里程計算、地線絕緣失效檢測及保護。美國 ACpropulsion公司開發(fā)的名為 BatOPt 的高性能電池管理系統(tǒng)。 因此電動汽車的電池管理系統(tǒng)是電動汽車必不可少的重要組成部分，研究電池管理系統(tǒng)對電動汽車的發(fā)展起到極為重要的作用。 電池是電動汽車的動力源，在電動汽車中占有重要的地位。此舉將整合電動汽車上游產(chǎn)業(yè)鏈，加 速比亞迪電動車商業(yè)化步伐。該項目解決了一些電動汽車相關(guān)的共性技術(shù)問題，取 得了一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果。因為電動汽車與傳統(tǒng)的汽油汽車對比，它不單純是發(fā)動機的簡單替換，其設(shè)計、加工、材料以及電氣、控制系統(tǒng)都要相應(yīng)地做出改變，使整車參數(shù)合理匹配。 美國克萊斯勒公司針對公司三大品牌克萊斯勒、 Jeep 和道奇，已與旗下 ENVI 機構(gòu)推出 3 套全新的以量產(chǎn)為目標(biāo)的先進電力驅(qū)動技術(shù)，日前克萊斯勒在其全球總部揭開了這 3 款電動汽車樣車 —— 道奇 EV、 JeepEV 和克萊斯勒 EV 的面紗，并展示了各款樣車的性能。 在德國 包括戴姆勒、奔馳、 BMW 和大眾汽車在內(nèi)的多家汽車公司正在積極研制電動汽車，預(yù)計最晚在 2020 年，系列化的電動汽車將推向市場。 從那時起到現(xiàn)在，世界各國由于受能源危機和生態(tài)環(huán)境惡化問題的困擾，又開始尋求清潔、易得的新能源，電動汽車被重新認(rèn)識并得到了公眾的普遍關(guān)注。在技術(shù)發(fā)展的同時，世界各國還舉辦了各種電動車比賽，比如芝加哥拉力賽、納拉干西特汽車競賽、科尼島汽車賽等，極大地促進了電動汽車的發(fā)展。 從 1881 年第一輛電動車問世，電動汽車經(jīng)歷了早期的初步發(fā)展時代(15511595)、早期的黃金時代 (18951905)進入了一個發(fā)展的新時代(19001935)。 1886 年倫敦出現(xiàn)電動公共汽車。 法國和英國是電動車輛的發(fā)源地。 secondary protection board to achieve the calculation of the remaining power, battery pack state judge and intergroup balance control, and the failure of the police and other related functions. System parameters through the manmachine interface for dynamic calibration, the system board level protection through the CAN bus munication with the secondary protection system, the entire system through the battery management system NCU_BUS bus and other vehicle information exchange system. Finally, lithium iron phosphate battery systems and design of hardware and software codebugging, and testing of electric vehicles. Test results show that the system battery voltage and current measurement accuracy of 1%, SOC prediction accuracy of 5% of each functional module system stable and reliable operation. Keyword: Electric vehicle； battery management system； CAN BUS； MCU； FPGA1 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................. I ABSTRACT ...................................................................................................................................... II 第一章 緒論 .................................................................................................................................. 4 電動汽車概述 ................................................................................................ 4 發(fā)展歷程 ................................................................................................ 4 國內(nèi)外發(fā)展概況 .................................................................................... 5 電池管理系統(tǒng)概述 ....................................................................................... 6 電池管理系統(tǒng)的意義 ............................................................................ 6 電池管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ............................................................................ 7 電池管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 .................................................................... 9 研究目的和意義 ........................................................................................ 10 本章小結(jié) ..................................................................................................... 12 第二章 電動車蓄電池性能分析與比較 ........................................................................ 13 動力電池 的基本術(shù)語 ............................................................................. 13 常見的電動汽車蓄電池 ......................................................................... 15 純電動車對電池性能要求 ..................................................................... 17 本章小結(jié) ................................................................................................. 18 第三章 BMS 整體方案設(shè)計 ................................................................................................ 19 系統(tǒng)的設(shè)計框架 .......................................................................................... 19 中央控制單元 (CCU)電路設(shè)計 ..................................................................... 20 SST89E516RD2 芯片介紹 ...................................................................... 20 復(fù)位電路和看門狗電路 ....................................................................... 21 晶體振蕩器接口電路 ........................................................................... 22 存儲器擴展接口 ................................................................................... 22 外部 E2PRAM 接口 ............................................................................... 23 電池 SOC 的預(yù)測方法 ................................................................................. 24 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 ...................................................................................... 27 本章小結(jié) ...